物联网时代，这是一个智能硬件产品层出不穷的年代，各种联网的应用数以亿计，通过WiFi无线连接，人们在不断的挑战产品更高层次的创意，可以说，WiFi技术在逐渐改变产品单一的属性，结合时下“智能的“云端服务，产品会更加贴近、丰富我们的生活。当然，WiFi技术的发展、火热，不可避免的挑起了上游的硬件解决方案之争，就目前而言，国内外的WiFi解决方案如过江之鲫，这使得工程师在选择WiFi解决方案时更加的左右为难。所以今天我们就来聊一聊当下市面上的一些WiFi解决方案，目的是为了帮助工程师能尽快挑选出适合自己产品的WiFi方案，减少开发难度、缩短研发时间、加快产品的上市。
Spark Photon——想做WiFi领域的树莓派
Spark Photon是国外Spark团队推出的一款WiFi开发板，火柴盒般大小，价格并不便宜，19美金，主打开源硬件，支持自家研发的Spark OS系统，对于热衷DIY的工程师来说，这个模块可以方便的整合到你的产品中去。
Spark Photon开发板搭载一个基于博通BCM43362 WiFi芯片的可编程的WiFi模块，大小仅有12mm*11mm，产品经过FCC/ CE/ IC认证，其主要的特性有：
- STM32F205的120MHz的ARM Cortex M3
- 1MB闪存，128KB RAM
- 博通BCM43362 Wi-Fi芯片
- 单频段2.4GHz IEEE 802.11b/ g / n
- 支持高达65Mbit/ s的无线数据传输速率
- 支持开放，WEP，WAPI，WPA和WPA2-PSK无线网络的安全模式
如果对Spark Photon开发板感兴趣的话，可以访问Spark Photon开发板的资料页面了解更多。
最具性价比的WiFi方案——ESP8266
ESP8266是由国内的物联网供应商乐鑫推出的一款高度集成的WiFi Soc芯片，该芯片内部集成了balun、开关和射频功放等功能，仅需极少的外部电路即可组成一个完整的Wi-Fi解决方案，并且可将设计中 PCB 所占的空间降到最低，如下图所示。
另外，ESP8266 具备强大的片上处理和存储功能，可通过 GPIO 口集成传感器及其它应用的特定设备，既缩短前期开发时间，也最大限度减少运行中系统资源的占用，有关ESP8266芯片更多的特性如下：
- 802.11 b/g/n标准
- WiFi Direct (P2P)、soft-AP
- 集成 TCP/IP 协议栈
- 集成 TR 开关、 balun、LNA、 PA 和匹配网络
- 集成PLL、稳压器、DCXO 和电源管理单元
- 802.11b模式下 +19.5dBm 的输出功率
- 小于 10uA 的断电泄露电流
- 集成低功耗 32 位 CPU，可以兼作应用处理器
- SDIO 1.1/2.0、 SPI、UART 接口
- STBC、 1×1 MIMO、2×1 MIMO
- A-MPDU & A-MSDU 聚合 & 0.4ms 的保护间隔
- 2ms 之内唤醒并传递数据包
- 待机状态消耗功率少于 1.0mW (DTIM3)
庆科WiFi解决方案EMW3162以及汉枫WiFi解决方案HF-LPB100
庆科的EMW3162以及汉枫的HF-LPB100WiFi解决方案都是在机智云推出的GoKiT开发套件上接触到的，两者兼容，所以目前都放在一起比较。
EMW3162集成的资源非常丰富，120MHz Cortex-M3内核，1Mb Flash Rom，支持802.11 b/g/n基带等等。
我们可以看看EMW3162 WiFi模块基本参数：
- 持IEEE 802.11 b/g/n，发射功率：18dBm@11b，15dBm@11g，14.5dBm@11n
- 收灵敏度：-96dBm
- 工作电压：3.3V，平均功耗约24mA ，待机功耗约8uA
- 包含了120MHz主频的STM32F2微控制器，内嵌1M字节Flash，128k字节SRAM
- 板载PCB天线，也可以通过IPEX连接外接天线
- 通过CE，FCC等国际认证，SWD调试接口
而汉枫的HF-LPB100 WiFi解决方案与庆科的这款EMW3162功能区别不大，我们主要来看下它们之间的一些参数对比。
从下面的表格中可以看到，庆科的这款EMW3162有非常高的接收灵敏度。
来自Murata的SN8200 WiFi模块
SN8200 WiFi模块是Murata研发的一个低功耗、自成一体的嵌入式无线模块，主要面向M2M应用领域，简要的结构如下图所示：
SN8200模块内部包含了一个STM32的ARM Cortex-M3控制器、一个WiFi BB/MAC/RF SoC，一个RF前端以及两个时钟等，整个模块的大小为30.5mm x 19.4mm x 2.8mm，就单论体积而言，相比目前主流的WiFi单芯片方案是不占什么优势的。SN8200模块的主要特点有：
- 2.4 GHz的IEEE 802.11 B / g / n的无线技术
- 天线配置：板载天线或U.FL连接器
- 发射功率：+18 dBm@802.11b
- 接收灵敏度：-96 dBm
- WiFi芯片：博通BCM43362
- MCU：意法半导体STM32 ARM Cortex-M3
- 支持WPA/ WPA2 PSK
- 内置TCP/ IP协议栈，HTTP，DHCP，DNS和Web服务器
- 支持AP/ STA双模式
- 串行接口选项：UART，SPI
- 外设接口选项：ADC，DAC，I2C，I2S，GPIO
- 工作温度范围：-40ºC至+85ºC
- FCC/ IC认证，CE认证
- 兼容博通WICED™SDK
Ti WiFi解决方案CC3100以及CC3200
这里提供了Ti的两种不同的WiFi硬件方案组合——单一的WiFi Soc单芯片方案CC3200亦或是WiFi网络处理芯片CC3100+外部微控制器方案，前者可以有更低的功耗，更高的集成度，而后者则能实现更多的功能，更灵活的搭配。首先来看下CC3100。
CC3100主要由WiFi网络处理器以及电源管理子系统组成，Wi-Fi 网络处理器子系统包含一个特有 Wi-Fi Internet-On-a-Chip以及一个专用 ARM MCU，当然，此ARM MCU并不作为主机控制作用，它主要负责Wi-Fi 和互联网协议处理，这样，就不需要外部微控制器的来处理这些事情，大大的方便了工程师对外部MCU的选型，或者直接通过SPI接口、UART接口等实现在现有项目上的扩展，相当灵活。CC3100的其它一些主要特性如下：
- 802.11 b/g/n 射频、基带以及 媒介访问控制 (MAC)，Wi-Fi 驱动器
- 基站、访问点 (AP) 和 Wi-Fi Direct 模式
- TX功率：18.0 dBm@1 DSSS，14.5 dBm@54 OFDM
- RX灵敏度：95.7 dBm@1 DSSS，74.0 dBm@54 OFDM
- 应用数据吞吐量：UDP：16Mbps，TCP：12Mbps
- VBAT 宽电压模式：2.1 至 3.6V
CC3200的硬件解决方案就显得非常简单了，由于是单芯片的WiFi Soc方案，外部所需的电子元件很少，电路设计十分简单，如下图所示。
从CC3200的系统框图来看，CC3200主要分为3个部分：应用MCU子系统子系统 +WiFi网络处理器子系统+电源管理子系统。
应用 MCU 子系统包含：
- 一个 ARM Cortex-M4 内核，主频为80MHz
- 芯片集成用于代码和数据的灵活嵌入式 RAM以及具有外部串行闪存引导加载程序和外设驱动程序的 ROM
- 支持一个快速并行的摄像头接口，I2S，SD/MMC，UART，SPI，I2C 和四通道模数转换器 (ADC)
Wi-Fi 网络处理器子系统：
- 一个Wi-Fi Internet-On-a-Chip，包含一个额外的专用 ARM MCU，可免除应用MCU的处理负担
- 包含 802.11 b/g/n 射频、基带和具有强大加密引擎的 MAC，以实现支持 256 位加密的快速、安全互联网连接
- 支持基站、访问点和 Wi-Fi 直接模式
- 支持 WPA2 个人和企业安全性以及 WPS2.0
- Wi-Fi 片上互联网 包括嵌入式 TCP/IP 和 TLS/SSL 堆栈，HTTP 服务器和多个互联网协议
- TX功率：18.0 dBm @ 1 DSSS / 14.5 dBm @ 54 OFDM
- RX灵敏度：-95.7 dBm @ 1 DSSS / -74.0 dBm @ 54 OFDM
电源管理子系统：
- VBAT 宽电压模式：2.1 至 3.6V
- 支持实时时钟 (RTC) 的休眠：4µA
- RX流量（MCU 激活）：59 mA@54正交频分复用 (OFDM)
- TX流量（MCU 激活）：229 mA@54OFDM，最大功率
- 空闲连接（处于 LPDS 中的 MCU）：695 µA @ DTIM = 1
Ti的CC3100以及CC3200方案给工程师提供了多样的WiFi硬件方案选择性，但是无论何种选择，工程师都需要根据产品实际的功能、功耗、适用性、成本等因素不断的调整电路结构、组成，以完成最佳的WiFi方案优化。
飞思卡尔WiFi模块QFM-2202A
飞思卡尔的这款WiFi模块型号为QFM-2202A，是一个由飞思卡尔和高通共同开发并经过认证的、低功耗高性价比的嵌入式无线网络控制器模块，主要的硬件架构基于飞思卡尔K22F微控制器+高通QCA4002 WiFi芯片，大小约为30mm*15.3mm，如下图所示。
QFM-2202A WiFi模块特性：
- 飞思卡尔MK22FN512VMP12微控制器，ARM Cortex-M4@120MHz，512KB Flash、128KB RAM
- 高通QCA4002 WiFi芯片，支持IEEE802.11 b/g/n
- 标准工作电压3.3V，工作环境温度0℃~85℃（MCU：2.7~3.6V、QCA4002：3.14~3.46V）
- 单数据流1x1、工作频段2.4 GHz
- 支持Green Tx节电、低功耗监听模式
- 最高速率可达150 Mbps、802.11 b/g下速率可达54 Mbps，802.11n下（MCS0-7）速率可达150 Mbps
- 网络协议支持IPv4/IPv6, TCP/UDP, ARP/NDP, DHCPv4, ICMPv6
- 安全协议支持WPS, WPA, WPA2, WAPI, WEP, TKIP
- 实时操作系统（RTOS）：MQX
- 互联网软件构架：Alljoyn
- 软件支持iOS homekit框架&MFi
- RSA2048/SHA-256加密的程序加载器(Bootloader)
- 通过Wi-Fi或UART升级内置固件程序
从上面的特性中我们可以了解到，QFM-2202A WiFi模块在较小尺寸封装中集成了性能强大的基于ARM Cortex-M4的Kinetis MCU，可支持众多外设资源的扩展（详见飞思卡尔MK22FN512VMP12微控制器），并且集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA，板载天线，QFM-2202A WiFi模块还预留了MFi接口以及内置MFi、HomeKit的协议栈，可以实现与苹果ios系统的通信。
其中有一点是需要注意的，MFi、HomeKit的协议栈是只有型号为QFM-2202A的WiFi模块才具有，而飞思卡尔还提供不带有MFi功能的WiFi模块QFM-2202，两者除了以上的区别当然还有价格了，QFM-2202 WiFi模块 6.99美刀/片@10K PCS，而QFM-2202A 7.29美刀/片 @10K PCS。
Atmel WiFi模块ATWIINC1500-MR210PAM
第一次见到这款WiFi模块是在Atmel的Xplained Pro开发板上，这是一个专为低功耗物联网领域优化的WiFi模块，工作电压为2.7V~3.6V，支持IEEE 802.11 b/ g / n，大小只有21.5mm*14.5mm*3.4mm。
ATWINC1500-MR210PA模块上集成了功率放大器，低噪声放大器，开关，电源管理和PCB天线，可以通过SPI和UART接口连接到主控制器，其主要的特性如下：
- IEEE 802.11 B / G/ N（1×1），高达72 Mbps的速率
- PA和T/ R开关、集成PCB天线
- 通过先进的物理层信号处理出众的灵敏度和范围
- 支持Wi-Fi直连和AP模式
- 支持IEEE802.11 WEP，WPA，WPA2，WAPI
- 片上内存管理引擎，以减少主机负载
- 4兆位内部闪存与OTA固件升级
- SPI，UART和I2C作为主机接口
- 2或3线蓝牙共存接口
- TCP/ IP协议栈（客户端/服务器）应用插座
- 网络协议（DHCP/ DNS），包括安全TLS协议栈
透传 UART WIFI 模组 RAK415
众所周知，目前WiFi+传感器是作为当下物联网应用的主要方案，RAK415这款WiFi模块就是在新唐的物联网开发套件NuMaker TRIO上看到的。
RAK415 WiFi模块大小为28.75mm×23.14mm，支持802.11 b/g/n标准，如下图所示。
RAK415 – 802.11b/g/n无线模块特性：
- 工作电压：3.3V (3.14~3.46)
- 无线网络类型：STA /AP模式
- 安全机制：WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK/WAPI
- 加密类型：WEP64/WEP128/TKIP/AES
- 网络协议：TCP/UDP/ARP/ICMP/DHCP/DNS/HTTP
发射功率：
- 802.11b: +17 dBm (Max.)
- 802.11g: +17 dBm (Max.)
- 802.11n: +17 dBm (Max.)
接收灵敏度：
- 802.11b: -97dBm
- 802.11g: -91dBm
- 802.11n: -89dBm
在不同的工作模式下，RAK415的功耗表现也不尽相同，如全速工作模式，功耗平均值约80mA，而在自动节省功耗模式下，平均功耗约为10mA， 当然，在保持联网情况下，最低功耗只有3mA左右。
最后，我们再来总结下这几个模块的无线参数、功耗的对比：
（点击图片放大）
相信大部分工程师都不能够否认，ESP8266 WiFi模块在这之中有着无与伦比的价格优势，如果你仅仅是需要一个WiFi通信方案，ESP8266确实称得上性价比十足，但是如果你需要的是一个完善的智能硬件产品解决方案，比如说WiFi音乐播放器什么的，除了WiFi通信，对微控制器芯片的性能也有比较高的需求，那你可能要选择飞思卡尔QFM-2202A WiFi模块（基于ARM Cortex-M4）这样的方案。
更多WiFi方案开发板参考
- 面向物联网/可穿戴应用——新唐NuMaker TRIO开发板评测
- 业界首款内置WiFi功能的无线MCU——Ti CC3200 LaunchPad评测
- 低功耗、便于扩展的Atmel WINC1500-XSTK WiFi开发套件评测
- 助力智能硬件开发——飞思卡尔QFM-2202A WiFi模块评测
- 更灵活的开源方式——机智云GoKit二代评测
- 选择适合的WiFi方案——Ti CC3100 BoosterPack开发模块评测
- 开启物联网的世界——Discover Wi-Fi开发板评测
- 为智能硬件提供一站式解决方案——机智云GoKit评测
原创申明：本文为爱板网原创，谢绝转载！
物联网时代，这是一个智能硬件产品层出不穷的年代，各种联网的应用数以亿计，通过WiFi无线连接，人们在不断的挑战产品更高层次的创意，可以说，WiFi技术在逐渐改变产品单一的属性，结合时下“智能的“云端服务，产品会更加贴近、丰富我们的生活。当然，WiFi技术的发展、火热，不可避免的挑起了上游的硬件解决方案之争，就目前而言，国内外的WiFi解决方案如过江之鲫，这使得工程师在选择WiFi解决方案时更加的左右为难。所以今天我们就来聊一聊当下市面上的一些WiFi解决方案，目的是为了帮助工程师能尽快挑选出适合自己产品的WiFi方案，减少开发难度、缩短研发时间、加快产品的上市。
Spark Photon——想做WiFi领域的树莓派
Spark Photon是国外Spark团队推出的一款WiFi开发板，火柴盒般大小，价格并不便宜，19美金，主打开源硬件，支持自家研发的Spark OS系统，对于热衷DIY的工程师来说，这个模块可以方便的整合到你的产品中去。
Spark Photon开发板搭载一个基于博通BCM43362 WiFi芯片的可编程的WiFi模块，大小仅有12mm*11mm，产品经过FCC/ CE/ IC认证，其主要的特性有：
- STM32F205的120MHz的ARM Cortex M3
- 1MB闪存，128KB RAM
- 博通BCM43362 Wi-Fi芯片
- 单频段2.4GHz IEEE 802.11b/ g / n
- 支持高达65Mbit/ s的无线数据传输速率
- 支持开放，WEP，WAPI，WPA和WPA2-PSK无线网络的安全模式
如果对Spark Photon开发板感兴趣的话，可以访问Spark Photon开发板的资料页面了解更多。
最具性价比的WiFi方案——ESP8266
ESP8266是由国内的物联网供应商乐鑫推出的一款高度集成的WiFi Soc芯片，该芯片内部集成了balun、开关和射频功放等功能，仅需极少的外部电路即可组成一个完整的Wi-Fi解决方案，并且可将设计中 PCB 所占的空间降到最低，如下图所示。
另外，ESP8266 具备强大的片上处理和存储功能，可通过 GPIO 口集成传感器及其它应用的特定设备，既缩短前期开发时间，也最大限度减少运行中系统资源的占用，有关ESP8266芯片更多的特性如下：
- 802.11 b/g/n标准
- WiFi Direct (P2P)、soft-AP
- 集成 TCP/IP 协议栈
- 集成 TR 开关、 balun、LNA、 PA 和匹配网络
- 集成PLL、稳压器、DCXO 和电源管理单元
- 802.11b模式下 +19.5dBm 的输出功率
- 小于 10uA 的断电泄露电流
- 集成低功耗 32 位 CPU，可以兼作应用处理器
- SDIO 1.1/2.0、 SPI、UART 接口
- STBC、 1×1 MIMO、2×1 MIMO
- A-MPDU & A-MSDU 聚合 & 0.4ms 的保护间隔
- 2ms 之内唤醒并传递数据包
- 待机状态消耗功率少于 1.0mW (DTIM3)
